玉米秸秆颗粒气流干燥的试验研究与传热过程仿真模拟

【摘要】目前我国能源紧缺，尤其化石能源更是逐步枯竭，且其造成的环境污染日益严重，前景不容乐观。而我国生物质能源丰富，基于国情出发，我国应大力发展生物质能源。其中，玉米秸秆便是我国主要生物质能源，将秸秆粉碎成颗粒用作代替煤的锅炉燃料，具有燃尽率高，低污染性等特点，可有效地减轻温室效应，缓解能源紧缺，且能带动我国农村发展。但是新鲜玉米秸秆含水量较大，直接用作燃料时存在不易难于着火和稳燃的问题，将部分玉米秸秆粉碎成颗粒进行干燥后喷入炉排上方则能解决以上问题。因此，为了秸秆资源的大规模利用，对玉米秸秆的干燥问题进行研究则具有一定现实意义。本课题以我国北方主要农作物玉米秸秆为研究对象，进行多组实验研究，针对单位时间进料量、热风温度、物料初始含水率以及热风气流速度四个变量，研究各个变量对干燥速率的影响程度，总结出干燥曲线；并通过正交组合试验的方法分析干燥过程,得到了四个影响因素对干燥速率的影响从主到次的关系。试验结果表明：干燥过程分为两个阶段，干燥管的前半部分干燥速率较快，后半部分随着气固温差和含湿量差的逐渐减小干燥速率逐渐降低；提高热风温度，加快气流速度，降低物料初始含水量和单位时间进料量均可以提高干燥速率；通过正交试验得出四个影响因素对干燥速率的影响程度依次为:热风温度>进料量>风量>物料初始含水量。另外，为更加详细直观的了解干燥过程中干燥管内气固两相流的流动及传热情况，结合玉米秸秆颗粒的物性特点，该文通过CFD软件FLUENT对干燥管内的玉米秸秆的气流干燥过程进行了数值模拟。并结合实验结果验证，所建立的数学模型能够较为准确的模拟出整个干燥过程的流动与传热状况。
【作者】王信海；
【导师】吕薇；
【作者基本信息】哈尔滨理工大学，热能工程，2013，硕士
【关键词】玉米秸秆颗粒；气流干燥；传热过程；仿真模拟；试验分析；

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